来自小鼠模型的证据支持通过鼻内给药来重新利用抗哮喘药物bambuterol来对抗阿尔茨海默病

一个小鼠模型表明，一种抗哮喘药物，班布特罗，可以通过鼻内给药来治疗阿尔茨海默病。

　　

老药新用：班布特罗治疗阿尔茨海默病的研究进展

2025 年 2 月 1 日，来自法国卡昂诺曼底大学（Université de Caen Normandie）等多个单位的研究人员在《Communications Biology》期刊上发表了题为 “Evidence from a mouse model supports repurposing an anti-asthmatic drug, bambuterol, against Alzheimer’s disease by administration through an intranasal route” 的论文。这一研究为阿尔茨海默病（AD）的治疗开辟了新的方向，有望通过重新利用已上市的抗哮喘药物班布特罗，为 AD 患者提供更安全、有效的治疗方案。

一、研究背景

AD 是一种复杂的神经退行性疾病，目前的治疗手段存在诸多局限。美国食品药品监督管理局（FDA）批准的针对淀粉样 β - 寡聚体和原纤维的抗体疗法，虽然在临床试验中显示出一定的疗效，但存在中枢生物利用度低、改善认知障碍效果有限、频繁出现淀粉样相关成像异常（ARIA）以及成本高昂等问题。同时，AD 的多因素发病机制决定了单一靶点的治疗方法难以取得理想效果，因此需要采用多靶点治疗策略。

药物再利用（repurposing drugs）作为一种快速引入新疗法的策略，近年来在 AD 治疗研究中备受关注。已上市药物经过了化学、制造和控制（CMC）研究以及毒理学研究，安全性相对有保障，开发周期可能更短。班布特罗作为一种长期用于治疗哮喘的前药，可释放特布他林，而特布他林是 β? - 肾上腺素能受体（β? -AR）激动剂。同时，班布特罗对丁酰胆碱酯酶（BuChE）的抑制作用以及特布他林对 β? -AR 的激活作用，使其有望成为治疗 AD 的多靶点药物，基于此，研究人员开展了此项研究。

二、研究材料与方法

（一）细胞实验

1. 原代海马神经元培养：选用 17 天妊娠期的 Wistar 大鼠，通过二氧化碳麻醉和颈椎脱臼处死后，取出胎儿海马神经元进行培养。将细胞接种在 96 孔板中，培养于含有多种营养成分的 Neurobasal 培养基中，每 2 天更换一次培养基。
2. 药物处理与检测：在培养 17 天后，将海马神经元暴露于含有可溶性 Aβ 寡聚体（AβO）的 Aβ 溶液中，并加入不同浓度的班布特罗（1 - 1000 nM）进行处理，以多奈哌齐为阳性对照。通过免疫荧光染色检测神经元存活、神经突网络以及 Tau 蛋白磷酸化情况；使用特定抗体检测突触前标记物突触素（synaptophysin）和突触后标记物 PSD95，评估突触数量。在 COS - 7 细胞中，通过共转染 β? -AR 和 cAMP 传感器 CAMYEL，利用生物发光共振能量转移（BRET）技术检测班布特罗依赖的 cAMP 生成，以探究班布特罗对 β? -AR 和 BuChE 的作用。

（二）动物实验

1. 动物模型建立：选用 18 个月大的 C57BL6 雄性小鼠，通过立体定位注射将 Aβ? - 42 肽寡聚体注入海马 CA1 区，构建 AD 小鼠模型。
2. 药物给药方式：将班布特罗制成热敏性黏膜粘附脂质体凝胶，通过鼻内（IN）途径给药，剂量为 300 μg/kg，每日一次，连续给药 19 天；对照组给予生理盐水或未处理。
3. 行为学测试：在手术后第 11 - 15 天，使用莫里斯水迷宫（MWM）测试小鼠的长期空间记忆和学习能力；在第 18 天，通过开场实验评估小鼠的运动活性和焦虑水平。
4. 组织分析：实验结束后，对小鼠进行麻醉、灌注，收集大脑并解剖出海马体。通过免疫组化染色检测海马神经元数量，使用自动蛋白质分析方法评估突触数量，测定突触素和 PSD95 蛋白水平。
5. 药代动力学研究：选用雄性 CBA 小鼠，分别通过鼻内和静脉注射给予班布特罗，在给药 1 小时后采集血浆和全脑样本，利用 LC - MS/MS 方法测定班布特罗和特布他林的浓度。

三、研究技术路线

研究的技术路线围绕班布特罗治疗 AD 的潜力展开。首先在细胞水平，利用原代海马神经元培养，研究班布特罗对 Aβ 损伤神经元的保护作用，包括神经元存活、神经突网络、Tau 蛋白磷酸化以及突触数量的影响，并通过检测 cAMP 生成探究其作用靶点。在动物实验中，构建 Aβ 诱导的 AD 小鼠模型，将班布特罗制成特定剂型经鼻内给药，通过行为学测试、组织分析和药代动力学研究，评估班布特罗对小鼠认知功能、神经元和突触的保护作用以及药物在体内的分布情况。

四、研究结果

（一）班布特罗在大鼠海马神经元培养中的神经保护作用

1. 神经元存活与神经突网络保护：研究发现，Aβ 损伤导致神经元大量丢失和神经突网络减少，而班布特罗在 1 - 100 nM 浓度范围内能显著保护神经元，10 nM 时效果最佳；在所有测试浓度下，班布特罗对神经突网络均有保护作用，同样在 10 nM 时活性最强。这种倒 U 形的剂量反应曲线可能与 β? -AR 的脱敏有关。
2. 减少 Tau 蛋白过度磷酸化：班布特罗所有剂量均能显著抑制 Tau 蛋白的过度磷酸化，10 nM 时抑制效果最为明显。

（二）班布特罗对大鼠海马神经元培养中突触数量的保护作用

在 10、50 和 100 nM 浓度下，班布特罗对 Aβ 损伤导致的突触减少具有显著的保护作用，表明其有助于维持突触的数量和功能。

（三）班布特罗的作用靶点研究

在 COS - 7 细胞实验中，班布特罗在 BuChE 存在的情况下能显著促进 cAMP 生成。当 BuChE 活性被 rivastigmine 抑制时，cAMP 生成部分受阻；而当加入 β? -AR 反向激动剂 ICI 118551 时，班布特罗依赖的 cAMP 生成完全被抑制，证实了班布特罗通过抑制 BuChE 和激活 β? -AR 发挥作用。

（四）班布特罗的剂型开发与药代动力学研究

1. 剂型开发：开发了一种将班布特罗负载脂质体与热敏性凝胶相结合的创新复合制剂，该制剂在室温下为流体，在鼻腔内可迅速凝胶化，便于药物向脑部运输，且在 4°C 或室温下储存至少 21 天性质稳定。
2. 药代动力学：通过对雄性 CBA 小鼠的药代动力学研究发现，鼻内给药和静脉给药后，药物（班布特罗 + 特布他林）进入大脑的总量相同，但鼻内给药时特布他林在大脑中的释放速度更快。此外，鼻内给药时班布特罗的脑 - 血浆浓度比是静脉给药的 4 倍，而特布他林在两种给药途径下的脑 - 血浆浓度比相当。

（五）鼻内给药班布特罗对 AD 小鼠模型的治疗效果

1. 行为学测试结果：在 MWM 测试中，Aβ? - 42 损伤的小鼠在保留阶段表现出明显的长期空间记忆障碍，而接受班布特罗治疗的小鼠认知能力明显改善，在目标环区域停留时间更长，到达目标环区域的延迟时间缩短。开场实验表明，Aβ? - 42 和班布特罗对小鼠的运动活性和焦虑水平均无显著影响。
2. 神经元和突触保护作用：免疫组化结果显示，Aβ? - 42 注射导致海马神经元显著丢失，而班布特罗治疗可显著提高神经元的存活率。蛋白质分析表明，Aβ? - 42 注射使突触素和 PSD95 蛋白水平显著降低，而班布特罗治疗可增加突触素和 PSD95 的蛋白水平，对突触起到保护作用。

五、研究结论与讨论

（一）研究结论

本研究表明，班布特罗在细胞水平具有神经保护活性，能够减少 Tau 蛋白过度磷酸化、保护突触。通过创新的热敏性黏膜粘附脂质体凝胶剂型经鼻内给药，班布特罗在小鼠体内展现出良好的药代动力学特性，能有效预防长期空间记忆障碍，对海马神经元存活和突触保护具有积极作用。这为班布特罗重新用于治疗 AD 提供了有力的证据支持。

（二）讨论

药物再利用策略为 AD 治疗带来了新的希望，班布特罗作为一种已上市的药物，具有良好的安全性基础。其针对 AD 病理机制中 BuChE 和 β? -AR 两个关键靶点的双重作用，使其成为一种有潜力的多靶点治疗药物。流行病学数据也显示，长期使用 β? -AR 激动剂可能降低患 AD 的风险，进一步支持了班布特罗用于 AD 治疗的可行性。

然而，在将班布特罗推进到临床试验之前，仍需进一步优化鼻内给药途径和剂型，以确保药物的稳定性和有效性。尽管如此，基于班布特罗广泛的临床应用经验，开展 AD 患者的概念验证研究具有较高的可行性，有望为 AD 患者提供一种新的、更经济有效的治疗选择，对改善 AD 患者的生活质量和延缓疾病进展具有重要意义。

综上所述，这项研究为 AD 的治疗提供了新的思路和潜在药物，未来需要进一步深入研究，以推动班布特罗从实验室走向临床应用，为广大 AD 患者带来福音。